JPH06180272A

JPH06180272A - 液体の計量方式

Info

Publication number: JPH06180272A
Application number: JP35240892A
Authority: JP
Inventors: Minoru Atake; 實阿竹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】如何なる形状のディスペンサを計量器に採用
しても、分注の過誤を確実に判定し、また、精度の高い
分注を達成できるようにした、液体の計量方式を提供す
る。【構成】シリンジなどの吸引手段（４）の動作で与え
られる吸引作用によって、液体を計量器内に吸い上げる
際、その吸引の過誤を、計量器の内部圧力を検出手段
（７）で計測し、演算することで、判定するようにした
液体の計量方式において、計量器の液体導入口（８Ａ）
が液体中に浸漬された状態で、上記計量器内に、単位時
間当りにつき、所定吸引力を及ぼし、所要時間、吸引作
用を持続して、計量器に液体を分注する過程で、上記吸
引力をモニタし、単位時間毎の負圧力の変化率が所定値
を越えたとき吸引の過誤を判定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、血液検査な
どで、その分注に際して採用される液体の計量方式に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】血液などの被検体を多数の液体容器に分
注する場合、正規量が分注されたか否かをモニタする必
要がある。すなわち、吸引作用によって計量器内に試験
管内の液体を吸い上げる過程で、計量器の下端開口に詰
まりを生じた場合、試験管内の液量が不足して、計量器
内に空気が吸引された場合などには、分注の失敗を判定
する必要がある。

【０００３】例えば、試験管内の被検体が血液である場
合、上記被検体は予め遠心分離作用で比重差により血漿
成分とその他の沈殿成分とに分離されていて、その中間
比重の分離剤を用いることで、試験管内で両者を分離保
持することがなされているから、この被検体が計量器に
吸引される過程で、計量器が粘性抵抗の大きな分離剤中
に下端開口を漬けた場合、あるいは、血漿中のフェブリ
ン（繊維質）が吸引されて、計量器の下端開口に詰まり
を生じた場合には、計量器内圧が異常に上昇する。ま
た、計量器への液体の吸い上げ過程において、試験管内
の液中に対する、計量器の下端開口部の浸漬量が不足す
ると、液面の低下で、計量器内に空気が吸引されて、計
量器内圧が異常に低下する。

【０００４】そこで、従来の計量方式では、計量器内圧
をモニタして、予め用意した内圧モデルパターンからの
ずれで、異常を判定し、分注の成否を判別しているが、
上記圧力モニタのレスポンスが、その時々の液体の粘性
の変化、吸入負圧の変動、計量器における管路抵抗など
で、相当なバラ付きを示す。このため、詰まりや空気吸
入などの異常で計量器内圧が異常に上昇あるいは低下し
ても、全て確実に判定することが難しく、正規量の吸入
がなされたとの誤判断をする場合がある。また、判定の
クリアランスを狭めて、高い分注精度を得ようとして
も、上記レスポンスのバラ付きが障害となって、その目
的を達成できない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
先に、計量器の下端開口を、一定深度で試験管内の液体
に浸漬した後、吸引手段の動作、例えば、シリンジのス
トローク動作で吸引作用をなし、予め設定した時間を経
過した時（所定の正規分注がなされる時点）、計量器の
下端を液中から分離し、その時の圧力モニタが示す内圧
から液体の水頭圧を知り、それが正常値からかけ離れて
いるか否かで、正確な正規の分注がなされたか、否かの
判定を行なう計量方式（特願昭６０−２０６０２８号参
照）を提唱した。この場合、上記計量器には、内部に対
して空気の置換がなされない程度の細長い管状部を有す
るディスペンサが用いられ、この領域で、水頭圧が計測
されるようになっている。

【０００６】しかしながら、このような計量方式では、
上述のように、水頭圧を計量の基準としているために、
ディスペンサとして、特別な形状、即ち、細長い管状部
を有するものを採用しなければならない。このため、一
般に使用されているテーパ形状のディスペンサを使用す
る分注装置に採用できない。

【０００７】

【発明の目的】本発明は上記事情に基いてなされたもの
で、如何なる形状のディスペンサを計量器に採用して
も、分注の過誤を確実に判定し、また、精度の高い分注
を達成できるようにした、液体の計量方式を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
シリンジなどの吸引手段の動作で与えられる吸引作用に
よって、液体を計量器内に吸い上げる際、その吸引の過
誤を、計量器の内部圧力を検出手段で計測し、演算する
ことで、判定するようにした液体の計量方式において、
上記計量器の液体導入口を液体中に浸漬した状態で、上
記計量器内に、単位時間当りにつき、所定の吸引力を及
ぼし、これを所要時間、持続して、計量器に液体を分注
する過程で、上記吸引力をモニタし、単位時間毎の負圧
力の変化率が所定値を越えたとき吸引の過誤を判定する
のである。

【０００９】

【作用】従って、液体中に計量器（例えば、ディスペン
サ）の下端開口部を浸漬した状態で、上記吸引手段の吸
引動作（例えば、シリンジを負圧側にストローク動作す
ること）で、計量器内に液体を吸引するが、そのストロ
ーク動作量が液体の吸引量に比例しているので、これに
より、設定した所定時間の経過後に吸引を止めれば、適
正な分注ができる。しかも、吸引過程で、上記計量器内
の圧力を逐次的にモニタしているから、この間に、上記
下端開口に詰まりが生じたり、空気の導入があると、単
位時間毎の負圧力の変化率が急激に増大し、液体の粘性
の変化、計量器の管路抵抗（ディスペンサの製作精度に
は可なりのバラ付きがある）などの影響を受けることな
く、吸引の過誤を確実に、かつ、早期に判定できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の計量方式を血液の分注に採用
した実施例について、図面を参照して、具体的に説明す
る。本発明に係る液体の計量方式を実施するための装置
の構成が図１に示されている。図において、符号１は先
端にテーパ部を有する計量器本体であり、内部は中空に
なっていて、可撓管２、３を介して吸引手段としてのシ
リンジ（ピストン・シリンダ形式）４が接続されてい
る。また、上記可撓管２、３の間にはＴ字継手５が設け
てあり、これには、可撓管６を介して、ダイアフラム式
圧力計（ストレンゲージ）７が接続してある。上記計量
器本体１には、ラック・ピニオン１Ａおよび１Ｂよりな
る昇降手段が設けてあり、計量器本体１の下端に着脱自
在に装着されたディスペンサ・チップ８を、昇降動作さ
せることができるようになっている。そして、これによ
って、ディスペンサ・チップ８の下端開口部８Ａを試験
管９の内部に入れた被検体（例えば、遠心分離した血
液）に浸漬できるのである。この実施例では、上記被検
体は、分離剤Ａによって、上部の血漿成分Ｂおよび下部
の沈殿成分Ｃとに分離されている。

【００１１】上記昇降手段は、この実施例では、パルス
モータ１０の正逆回転で昇降されるようになっており、
上記パルスモータ１０の回転および正逆切換えは、コン
ピュータなどのコントロール・ユニット１１で制御され
る。上記コントロール・ユニット１１は、圧力計７から
の情報をＡ／Ｄ変換器１２を介して、デジタル計測信号
として取り込み、また、シリンジ４は、コントロール・
ユニット１１の指令で駆動される駆動手段１３の働き
で、デジタル的に前進あるいは後退動作され、また、そ
のストローク動作量を、計量器内での加圧力あるいは負
圧力として、捕らえ、これをＡ／Ｄ変換器１４を介し
て、デジタル計測信号として取り込む。

【００１２】上記コントロール・ユニット１１は、外部
からのプログラムなどに従って、一連の分注操作を上記
計量器に行なわせるが、この際に、本発明の計量方式が
適用される。すなわち、図２（分注のためのルーチン）
に示されるように、上記コントロール・ユニット１１か
ら分注開始信号が出されると、圧力計７からの情報の取
り込みが開始され、また、上記パルスモータ１０が駆動
され、上記計量器本体１を降下する（ステップＳ１）。
上記ディスペンサ・チップ８の下端開口部８Ａが試験管
９内の被検体（血液）の液面に接触し、所要の深度まで
浸漬された時点で、例えば、計量器本体１の内圧変化を
圧力計７で測定することなどの手段により、測定し、そ
のアナログ信号を、Ａ／Ｄ変換器を介して、デジタル信
号に変えて、コントロール・ユニット１１に送る（ステ
ップＳ３）。上記コントロール・ユニット１１では、そ
の状況を補足し、パルスモータ１０の停止信号を出力す
る（ステップＳ４）。

【００１３】次に、コントロール・ユニット１１は、上
記シリンジ４に負圧側への吸引のためのストローク動作
を指令する（ステップＳ５）。そして、吸引開始後（図
３のｔ₀ の時点）は、上記圧力計７の測定値を基に、上
記コントロール・ユニットにより、単位時間毎（ｔ₁ 、
ｔ₂ 、ｔ₃ ・・・ｔ_r ）の計量器本体１内の圧力Ｐ_nを
求め、その変化率αを演算する（α＝［Ｐ_n −Ｐ_n-1 ］
／Ｐ_n-1 、ただし、Ｐ_n-1 は前回の測定値（第一回目は
初測値）である）（ステップＳ６）。そして、吸引過程
で、上記ディスペンサ・チップ８に、比重の大きな分離
剤が吸込まれたり、あるいは、血漿成分Ｂ中のフェブリ
ンなどが詰まった場合、または、空気が吸入された場
合、上記圧力変化率αに急激な変化（変化率の大きな変
動）が起こると、それが予め設定された或る値βあるい
は−β’を越えた時に、上記コントロール・ユニット１
１は、吸引の過誤を判定する（ステップＳ７）。

【００１４】そして、過誤ありと判定した場合には、直
ちに、適当な処置（試験管９内のチェック、吸入した被
検体の吐出、ディスペンサ・チップ８の交換などの処
置）（ステップＳ８）の後、このルーチンから抜ける。
このような事態が起こらずに、所定の時間Ｔが（吸引終
了時点ｔ_r まで）経過したならば（この間に、シリンジ
４は所定のストローク動作を達成する）（ステップＳ
９）、分注が正確に達成されたものとして、上記コント
ロール・ユニット１１の指令で、パルスモータ１０を逆
に回転駆動し、計量器本体１を上昇し、正規の順序で、
例えば、マイクロプレートの所定のシャーレ部分に、分
注された被検体を吐出する（ステップＳ１０）。なお、
この実施例では、上記コントロール・ユニット１１での
吸引のモニタ開始時点は、吸引開始時点ｔ₀ と同時であ
るが、上記コントロール・ユニット１１での吸引の過誤
の判定は、計量器本体１内およびディスペンサ・チップ
８内の圧力が安定した圧力変化率を示すまでの或る期間
を不感帯として除いた後に、行なわれる。

【００１５】シリンジ４の吸引作用の間の圧力変化は、
図３のａ、ｂ、ｃで示すように、被検体の比重、粘性な
どで相違するが、吸引の過誤の場合の圧力変化量は、図
３から明らかなように（図中、点線で示す）、急激に変
化するから、そのような被検体の特性に影響されずに、
過誤の判定ができる。また、水頭圧で測定する場合と異
なり、ディスペンサ・チップ８の形状、材質（撥水性の
相違による表面張力など）に影響されることなく、下端
開口部８Ａの通過抵抗のみに対応した測定値が得られ
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、シ
リンジなどの吸引手段の動作で与えられる吸引作用によ
って、液体を計量器内に吸い上げる際、その吸引の過誤
を、計量器の内部圧力を検出手段で計測し、演算するこ
とで、判定するようにした液体の計量方式において、上
記計量器の液体導入口を液体中に浸漬した状態で、上記
計量器内に、単位時間当りにつき、所定の吸引力を及ぼ
し、これを所要時間、持続して、計量器に液体を分注す
る過程で、上記吸引力をモニタし、単位時間毎の負圧力
の変化率が所定値を越えたとき吸引の過誤を判定する。

【００１７】従って、上記吸引手段の動作で、例えば、
シリンジを負圧側にストローク動作することで、計量器
内に液体を吸引する場合、そのストローク動作量が液体
の吸引量に比例しているので、これにより、設定した所
定時間の経過後に吸引を止めれば、適正な分注ができ
る。しかも、吸引過程で、上記計量器内の圧力を逐次的
にモニタしているから、この間に、上記下端開口に詰ま
りが生じたり、空気の導入があると、単位時間毎の負圧
力の変化率が急激に増大し、液体の粘性の変化、計量器
の管路抵抗（ディスペンサの製作精度には可なりのバラ
付きがある）などの影響を受けることなく、分注に際し
ての、液体の吸引量の過誤の判定が確実にできる。この
ようにして、如何なる形状のディスペンサを計量器に採
用しても、分注の過誤を確実に、早期に判定し、また、
精度の高い分注を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の計量方式を実現するための装置の一例
を示す概略構成図である。

【図２】本発明の計量方式の実施態様を示すフローチャ
ートである。

【図３】上記計量方式の実施例を示すタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１計量器本体２、３可撓管４シリンジ５Ｔ字継手６可撓管７圧力計８ディスペンサ・チップ８Ａ下端開口部９試験管１０パルスモータ１１コントロール・ユニット１２、１４Ａ／Ｄ変換器１３駆動手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンジなどの吸引手段の動作で与えら
れる吸引作用によって、液体を計量器内に吸い上げる
際、その吸引の過誤を、計量器の内部圧力を検出手段で
計測し、演算することで、判定するようにした液体の計
量方式において、上記計量器の液体導入口を液体中に浸
漬した状態で、上記計量器内に、単位時間当りにつき、
所定の吸引力を及ぼし、これを所要時間、持続して、計
量器に液体を分注する過程で、上記吸引力をモニタし、
単位時間毎の負圧力の変化率が所定値を越えたとき吸引
の過誤を判定することを特徴とする液体の計量方式。